新教材2024-2025學(xué)年高中物理第1章分子動理論分層作業(yè)3分子運(yùn)動速率分布規(guī)律新人教版選擇性必修第三冊

第一章分層作業(yè)3分子運(yùn)動速率分布規(guī)律A級必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.伽耳頓板可以演示統(tǒng)計規(guī)律。如圖所示,讓大量小球從上方漏斗形入口落下,則選項圖中能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布狀況的是()2.(多選)在探討熱現(xiàn)象時,我們可以采納統(tǒng)計方法,這是因?yàn)?)A.每個分子的運(yùn)動速率隨溫度的變更是有規(guī)律的B.個別分子的運(yùn)動不具有規(guī)律性C.在肯定溫度下,大量分子的速率分布是確定的D.在肯定溫度下,大量分子的速率分布隨時間而變更3.夏天開空調(diào),冷氣從空調(diào)中吹進(jìn)室內(nèi),則室內(nèi)氣體分子的()A.熱運(yùn)動猛烈程度加劇B.平均速率變大C.每個分子速率都會相應(yīng)地減小D.速率小的分子數(shù)所占的比例上升4.如圖所示,兩個完全相同的圓柱形密閉容器(容器容積恒定),甲中裝滿水,乙中充溢空氣,則下列說法正確的是()A.兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由于分子撞擊器壁而產(chǎn)生的B.兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由所裝物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的C.甲容器中pA>pB,乙容器中pC=pDD.當(dāng)溫度上升時,pA、pB、pC、pD都要變大5.(多選)(2024山東日照高二期末)潛水員在執(zhí)行某次試驗(yàn)任務(wù)時,外部攜帶一裝有肯定質(zhì)量氣體的封閉容器,容器體積不變,導(dǎo)熱性能良好,并與海水干脆接觸。已知海水溫度隨深度增加而降低,則潛水員下潛過程中,容器內(nèi)氣體()A.全部氣體分子的速率均減小B.氣體分子單位時間撞擊容器壁單位面積的次數(shù)削減C.速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例削減D.速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例增加6.(多選)有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氫氣。甲的體積為V,質(zhì)量為m,溫度為t,壓強(qiáng)為p。下列說法正確的是()A.若乙的質(zhì)量、溫度和甲相同,體積大于V,則乙的壓強(qiáng)肯定大于pB.若丙的體積、質(zhì)量和甲相同,溫度高于t,則丙的壓強(qiáng)肯定大于pC.若丁的質(zhì)量和甲相同,體積大于V、溫度高于t,則丁的壓強(qiáng)肯定大于pD.若戊的體積和甲相同,質(zhì)量大于m、溫度高于t,則戊的壓強(qiáng)肯定大于p7.雖然單個微小粒子撞擊一個巨大物體的力是局部而短暫的脈沖,但大量粒子頻繁撞擊在物體上產(chǎn)生的平均效果是個勻稱而持續(xù)的壓力。為簡化問題,我們設(shè)粒子流中每個粒子的速度都與物體的壁面垂直,并且速率也一樣,皆為v,如圖所示。此外,設(shè)每個粒子的質(zhì)量為m,數(shù)密度(即單位體積內(nèi)的粒子數(shù))為n。求粒子完全射入壁面時,壁面受到的壓強(qiáng)。B級關(guān)鍵實(shí)力提升練8.假如教室內(nèi)上午10時的溫度為15℃,下午2時的溫度為25℃,假設(shè)大氣壓強(qiáng)無變更,則下午2時與上午10時相比較,教室內(nèi)的()A.空氣分子密集程度增大B.空氣分子的平均速率增大C.空氣分子的速率都增大D.空氣質(zhì)量增大9.(2024遼寧沈陽高二模擬)肯定質(zhì)量的某氣體在不同的溫度下分子的速率分布圖像如圖中的1、2、3所示,圖中橫軸表示分子運(yùn)動的速率v,縱軸表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比f(v),其中f(v)取最大值時的速率稱為最概然速率。下列說法錯誤的是()A.3條圖線與橫軸圍成的面積相同B.3條圖線溫度不同,且T1>T2>T3C.圖線3對應(yīng)的分子平均動能最大D.最概然速率是氣體中任何分子最有可能具有的速率10.(多選)(2024黑龍江哈爾濱高二期中)正方體密閉容器中有大量的運(yùn)動粒子,每個粒子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n。為簡化問題,我們假定,粒子大小可以忽視;其速率均為v,且與器壁各面碰撞的機(jī)會均等;與器壁碰撞前后瞬間,粒子速度方向都與器壁垂直,且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)學(xué)問,導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力大小為F,則()A.一個粒子每與器壁碰撞一次給器壁的沖量大小為2mvB.Δt時間內(nèi)粒子給面積為S的器壁的沖量大小為nSvC.器壁單位面積所受粒子壓力大小為nmD.器壁所受的壓強(qiáng)大小為2nmv211.密閉鋼瓶中的氣體分子在兩種不同溫度下的速率分布狀況如圖所示,可知,肯定溫度下氣體分子的速率呈現(xiàn)(選填“兩頭多、中間少”或“中間多、兩頭少”)的分布規(guī)律;T1溫度下氣體分子的平均速率(選填“大于”“等于”或“小于”)T2溫度下氣體分子的平均速率。

12.兩個完全相同的圓柱形密閉容器溫度相同,如圖所示,甲內(nèi)有2g的H2氣體,乙內(nèi)有2g的O2氣體,試推斷兩個容器壁所受壓強(qiáng)的大小關(guān)系。

分層作業(yè)3分子運(yùn)動速率分布規(guī)律1.C依據(jù)統(tǒng)計規(guī)律,能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布狀況的是C。2.BC在探討熱現(xiàn)象時,單個分子的運(yùn)動具有無規(guī)則的特征,但大量的分子運(yùn)動卻滿意統(tǒng)計規(guī)律,故選項B、C正確。3.D冷氣從空調(diào)中吹進(jìn)室內(nèi),室內(nèi)溫度降低,分子熱運(yùn)動猛烈程度減小,分子平均速率減小,即速率小的分子數(shù)所占的比例上升,但不是每個分子的速率都減小,D正確。4.C甲容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的緣由是水受到重力的作用,而乙容器壓強(qiáng)產(chǎn)生的緣由是分子撞擊器壁,A、B錯誤;水的壓強(qiáng)p=ρgh,hA>hB,可知pA>pB,而密閉容器中氣體壓強(qiáng)各處均相等,與位置無關(guān),pC=pD,C正確;溫度上升時,pA、pB不變,而pC、pD變大,D錯誤。5.BC海水溫度隨深度增加而降低,容器導(dǎo)熱良好,則潛水員下潛過程中,容器內(nèi)的氣體溫度降低,內(nèi)能削減,氣體分子的平均速率減小,但不是每個氣體分子的速率均減小,故A錯誤;氣體體積不變,氣體溫度降低,氣體分子運(yùn)動的平均速率減小,依據(jù)氣體壓強(qiáng)微觀意義可知,氣體分子單位時間撞擊容器壁單位面積的次數(shù)減小,故B正確;因溫度降低,故速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例削減,故C正確,D錯誤。6.BD若乙的質(zhì)量、溫度和甲相同,則分子平均速率相同,氣體分子對器壁的平均作用力相同,而乙的體積大于V,則乙的分子數(shù)密度較小,單位時間撞擊器壁的分子數(shù)較少,氣體壓強(qiáng)較小,即乙的壓強(qiáng)小于p,選項A錯誤;丙的體積、質(zhì)量和甲相同,則丙的分子數(shù)密度與甲相同,由于丙的溫度高于t,分子平均速率較大,分子對器壁的平均撞擊力較大,則丙氣體的壓強(qiáng)較大,即丙的壓強(qiáng)大于p,選項B正確;若丁的質(zhì)量和甲相同,體積大于V,則丁的分子數(shù)密度小于甲,單位時間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)小于甲,但丁的溫度高于t,分子平均速率較大,分子對器壁的平均撞擊力較大,因此無法比較丁的壓強(qiáng)與p的大小,選項C錯誤;戊的質(zhì)量大于m、溫度高于t,體積和甲相同,則戊的分子數(shù)密度大于甲,分子的平均速率大于甲,單位時間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)大于甲,分子對器壁的平均撞擊力大于甲,則壓強(qiáng)大于甲,即戊的壓強(qiáng)大于p,選項D正確。7.答案nmv2解析設(shè)物體的面積為S,粒子撞擊到壁面上所用的時間為t,則在t時間內(nèi)能撞擊到壁面上的粒子的個數(shù)N=nvtS,因此粒子的總質(zhì)量為m總=mN=mnvtS。取向右為正方向粒子完全射入壁面,由動量定理有0-m總v=-Ft=-pSt,解得p=nmv2,由牛頓第三定律得,壁面受到的壓強(qiáng)p1'=p=nmv2。8.B溫度上升,氣體分子的平均速率增大,平均每個分子對教室墻壁的撞擊力將變大,但氣壓并未變更,可見單位體積內(nèi)的分子數(shù)肯定減小,故A、D錯誤,B正確;溫度上升,并不是全部空氣分子的速率都增大,C錯誤。9.B因?yàn)閳D線與橫軸圍成的面積表示分子總數(shù),又因?yàn)樵摎怏w質(zhì)量肯定,所以分子總數(shù)肯定,故3條圖線與橫軸圍成的面積相同,故A正確;因?yàn)闇囟仍礁?速率大的分子占的比例越多,所以3條圖線溫度關(guān)系為T1<T2<T3,且溫度越高,對應(yīng)的分子平均動能越大,故圖線3對應(yīng)的分子平均動能最大,故B錯誤,C正確;由題意知,f(v)取最大值時的速率稱為最概然速率,即此時分子對應(yīng)的速率所占比例最大,故最概然速率是氣體中任何分子最有可能具有的速率,故D正確。10.AC由題意,依據(jù)動量定理有I=mv-(-mv)=2mv,可知一個粒子每與器壁碰撞一次給器壁的沖量大小為2mv,故A正確;在Δt時間內(nèi),面積為S的容器壁上的粒子所占的體積為V=S·vΔt,因粒子與器壁各面碰撞的機(jī)會均等,即可能撞擊到某一面容器壁的粒子數(shù)為N=16nV=16nSvΔt,依據(jù)動量定理可得,在Δt時間內(nèi),粒子給面積為S的器壁的沖量大小為I'=NI=16nSvΔt·2mv=13nSmv2Δt,故B錯誤;依據(jù)動量定理可得,面積為S的器壁所受粒子的壓力大小為F'=I'Δt=111.答案中間多、兩頭少小于解析由題圖可知,肯定溫度下氣體分子的速率呈現(xiàn)中間多、兩頭少的分布規(guī)律。溫度是分子熱運(yùn)動猛烈程度的標(biāo)記